一支通常的激光笔，内部的激光器正本发出的是人眼看不见的红表线，但在穿过前端的一块米粒大幼的晶体之后，立刻就造成了鲜艳的绿色！这个能扭转激光色彩的神奇幼器材，就是今天要介绍的非线性光学晶体。

什么长短线性光学晶体

    说起非线性光学晶体，就离不开激光，人们就会想起好莱坞的科幻电影《星球大战》中的激光剑。

《星球大战》电影中的激光兵器剧照  

第一台红宝石激光器（左）和非线性光学初次试验（右）    

1960 年，世界上第一台红宝石（Cr3+:Al2O3）激光器诞生。1961年，Franken等初次发现激光通过石英晶体时会产生倍频景象，随后科学家们又陆续发现激光在通过某些特定晶体时会产生倍频、和频、差频、混频与光参量振荡等光学变频景象，这些晶体被称为非线性光学晶体。

非线性光学晶体的变频，单一地说就是扭转激光波长、其中最常用的变频是使输出激光的频率是输入激光的倍数关系。扭转激光的波长，对我们人的眼睛来说，就是扭转了激光的色彩。

非线性光学晶体激光变频过程示意图

非线性光学晶体的利用

非线性光学晶体是沉要的光电信息职能资料之一，种类多达百种，其发展程杜纂激光技术的发展亲昵有关。激光光源的波长拓展很大水平上依赖于非线性光学晶体的变频能力，是获得分歧波段（分歧色彩）激光的物质基础和源头，在激光存储、激光通讯、激光医疗、半导体微加工、光通讯、激光加工、全息摄影、激光核聚变、激光兵器等领域利用宽泛。

非线性光学晶体的利用是“上得了厅堂，下得了厨房”，已经成为人类现代生涯的沉要组成部门，惊艳炫酷的舞台激光、五彩精明的激光音乐喷泉、讲座和作汇报用的绿光激光批示笔......无处不在。

绿光激光批示笔（左）   激光舞台表演（右）

非线性光学晶体更是高新技术和现代军事技术中不成短缺的关键资料。激光兵器、神光工程和美国国度点火装置等高精尖设备中，都有非线性光学晶体的身影。尤其是在受控核聚变中的利用，KDP（磷酸二氢钾）类晶体成为目前唯一可用于惯性约束核聚变的非线性光学晶体，被李克强总理称为“国度的宝贝”。同时非线性光学晶体也“上天入地”，RTP（磷酸氧钛铷）电光晶体与器件作为关键主题元器件在美国“好奇”号火星探测车以及LIGO引力波探测系统中获得利用。

KDP晶体（左）神光工程靶室（中）美国国度点火装置（右）

火星探测车（左）    LIGO引力波探测系统（右）

人为晶体院非线性光学晶体

口袋德州官网集团所属中材人为晶体钻研院从上世纪80年代初起头从事激光与非线性光学晶体的研造，是国内最早研发的单元之一，在老一辈科学家中国工程院院士沈德忠教授、***专家黄朝恩教授的携带下，KN（铌酸钾）、LBO(三硼酸锂)、KTP（磷酸氧钛钾）非线性光学晶体获得了拥有国际当先水平的启发性成就，为我国在世界人为晶体领域占有一席之地作出了贡献。其中，」酸钾晶体的研造”获1988年国度科技进取一等奖；“大尺寸高质量非线性光学晶体三硼酸锂(LBO)的成长技术”1991年获获国度科技进取一等奖；“顶部籽晶熔剂法成长KTP晶体技术”获2001年杜国科技创新奖；“大尺寸新型电光晶体KTP的造备技术”获2002年国度科技进取二等奖。

沈德忠院士先后成长出KN、KTP等十多种晶体，成功地解决KN晶体成长过程中的赋色、开裂以及晶体利用过程中的定向、极化等一系列难题，初次在掺铁KN单晶上实现了室温自泵浦相位共轭。KTP晶体由上个世纪70年代美国杜国公司研发，美国当局把KTP晶体作为高度保密的高科技产品，一块3×3×5mm3的KTP晶体倍频器售价2750美元，并且对我国尝试严格的技术关闭和禁运。为给中国人争气，突破禁运，初次用改进的助熔剂法研造成功可用于现实倍频的大尺寸、高光学质量KTP单晶，不只突破了美国对该晶体的垄断和对我国的禁运，后经原国度科委赞成向美国杜国公司销售大Z切面的KTP晶片，为此1988年杜国公司赞助9万美元发展进一步钻研，不只赚取了数百万美元的表汇，并且极大地提高了我国在国际晶体成长界的名誉。

晶体院承担了蕴含国度天然科学基金沉点项目、国度高技术产业化项目、中关村园区产业发展专项资金项目、北京市科技打算等一大批沉要钻研课题提供了关键的非线性晶体器件。

“雄关漫路真如铁，而今迈步重新越”。进入新时期，晶体院非线性光学晶体与器件以面向激光技术、量子信息科学等领域国度沉大战术和服务高科技发展需要利用为主线，超大尺寸CLBO（硼酸铯锂）晶体成长与器件研造水平国际当先，引领发展，为国度沉大工程“神光工程”提供器件支持。RTP（磷酸氧钛铷）电光晶体与器件实现无人机、直升机等激光测距系统利用 “进口代替“，并推动工程化、规；，扭转量子信息光学用高亮度纠缠光源用PPKTP（周期极化磷酸氧钛钾）晶体全数依赖进口，受造于人的局面，维持和发展非线性光学晶体与器件在国内表驰名度和影响力。